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连续降雨条件下工程堆积体产流产沙对砾石含量的响应 被引量:1
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作者 王子吟 魏育超 +2 位作者 李镇 骆汉 谢永生 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第2期91-100,共10页
[目的]探究连续降雨条件下不同砾石含量对陕北沙壤土上方有来水工程堆积体坡面产流产沙的影响,为生产建设项目水土流失治理提供数据支撑和理论参考。[方法]通过室内模拟降雨试验,研究不同砾石含量(0,10%,20%,30%,40%)工程堆积体坡面土... [目的]探究连续降雨条件下不同砾石含量对陕北沙壤土上方有来水工程堆积体坡面产流产沙的影响,为生产建设项目水土流失治理提供数据支撑和理论参考。[方法]通过室内模拟降雨试验,研究不同砾石含量(0,10%,20%,30%,40%)工程堆积体坡面土壤水动力学特性及产流产沙特征。[结果]①降雨强度相同,随砾石含量增加,工程堆积体坡面初始产流时间表现为递减趋势,减幅为27.22%~64.62%,35.09%~71.70%,47.37%~78.77%,51.75%~82.31%。次降雨径流率表现为“迅速增加—稳定波动”的变化趋势,平均径流率随砾石含量、降雨时间的增加显著增大;但产流峰值随砾石含量增加而降低,且出现时间逐渐提前。②试验各场次雷诺数的变化范围介于74.13~165.05,均小于500,水流属于层流;弗劳德数的变化范围集中在2.14~3.71,表现为急流。水流剪切力、水流功率和单位水流功率随降雨场次的增加而显著增加。③0%~40%砾石含量工程堆积体坡面侵蚀速率介于0.45~6.73,0.13~4.09,0.25~1.26,0.14~0.96,0.13~0.88 g/(m^(2)·min),各砾石含量堆积体减沙幅度分别为36.06%,49.05%,55.23%和56.62%,其中砾石高覆盖度(40%)的沙壤土工程堆积体坡面土壤侵蚀强度较小。[结论]砾石覆盖在沙壤土工程堆积体坡面的水土流失过程中可显著降低土壤侵蚀速率,从而实现拦蓄水土,保持较高的减沙效益。 展开更多
关键词 工程堆积体 砾石含量 连续降雨 产流产沙
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基于双向流固耦合的倒虹吸管道水击压力波与拱式桥架组合结构动力响应分析 被引量:2
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作者 谢小雨 李睿 +2 位作者 崔又文 李晓章 罗仕庭 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期466-476,共11页
在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进... 在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进行整体水力计算,基于流固耦合分析理论,将整体水力模型计算得到的水击压力波作为流体部分加载条件,在workbench平台上进行双向流固耦合分析求解桥架结构的位移、内力及应力动力响应结果。结果表明:不同关阀时间工况下,水击压力波曲线的变化趋势大致相同,结构各监测点的位移时程曲线同水击压力波曲线规律基本吻合;阀门匀速关闭时,增加闸阀的关闭时间可以作为降低倒虹吸管道水击压强的有效措施;水击力对桥架管道的影响最大,盖梁次之,拱圈最小,结构以发生顺桥向动力响应为主。 展开更多
关键词 大跨度倒虹吸 闸阀 双向流固耦合 水击压力波 动力响应分析
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倒虹吸拱式桥梁结构流固耦合模态分析
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作者 廖敏慧 李睿 +2 位作者 李晓章 崔又文 罗仕庭 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 2023年第3期210-217,共8页
【目的】由于倒虹吸桥架有压管道内水体水力条件复杂,管内压力波动变化引起的水体振荡会使结构也随之振动。本文通过有限元建模,研究了此类振动现象产生的原因以及对桥架结构的影响。【方法】以昆明市滇中引水工程中的小鱼坝倒虹吸桥梁... 【目的】由于倒虹吸桥架有压管道内水体水力条件复杂,管内压力波动变化引起的水体振荡会使结构也随之振动。本文通过有限元建模,研究了此类振动现象产生的原因以及对桥架结构的影响。【方法】以昆明市滇中引水工程中的小鱼坝倒虹吸桥梁为例,建立有限元模型,并使用附加质量法和声固耦合法对流固耦合模态进行分析计算。【结果】将两种计算方法的结果进行对比发现,两种方法在低阶振型时动力特性几乎一致;第四阶模态之后,两种方法计算的频率均保持着10%以上的误差,附加质量法的频率一直大于声固耦合法的频率。基于声学的流固耦合求解方法精度较高,同时附加质量法也能满足工程计算需要。【结论】本文的研究结果为水击作用和地震作用下的流固耦合动力响应提供了一定的理论依据和实践价值。 展开更多
关键词 倒虹吸桥架结构 流固耦合 有限元模型 模态分析
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雨强和砾石含量对壤土与风沙土堆积体产流产沙的影响
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作者 张一博 赵浚棋 +4 位作者 唐凯金 魏育超 李镇 魏宇航 骆汉 《水土保持通报》 2025年第5期11-24,34,共15页
[目的]研究砾石含量和降雨强度对壤土和风沙土两种土质工程堆积体产流产沙的影响,为生产建设项目高质量水土流失防治提供理论参考和数据支撑。[方法]在室内模拟降雨条件下,选择土石混合堆积体作为工程侵蚀下垫面代表,定量分析堆积体在4... [目的]研究砾石含量和降雨强度对壤土和风沙土两种土质工程堆积体产流产沙的影响,为生产建设项目高质量水土流失防治提供理论参考和数据支撑。[方法]在室内模拟降雨条件下,选择土石混合堆积体作为工程侵蚀下垫面代表,定量分析堆积体在4种砾石含量(0,10%,20%,30%)和3种降雨强度(1.0,1.5和2.0 mm/min)下的产流产沙特征。[结果]①两种堆积体径流率呈现“先递增后波动”趋势。风沙土堆积体在低雨强(1.0和1.5 mm/min)下径流率和径流功率低于壤土堆积体,但在高雨强(2.0 mm/min)和高砾石含量(30%)条件下增速更大,达到或超过壤土堆积体水平,在类似条件下可能引发更严重的土壤侵蚀。②两种堆积体的侵蚀速率均随雨强增加而上升,随砾石含量增加而降低,风沙土堆积体的侵蚀速率普遍高于壤土堆积体。风沙土堆积体在1.0和1.5 mm/min雨强条件下,10%砾石含量时侵蚀速率降幅最大,分别为11.89%和73.10%;2.0 mm/min雨强条件下30%砾石含量时降幅最大,为26.16%;壤土堆积体在1.5和2.0 mm/min雨强条件下30%砾石含量时侵蚀速率降幅最大,分别为75.23%和56.35%。③风沙土堆积体在10%砾石含量下径流功率较纯土降幅达16.09%~26.92%;壤土堆积体在1.5和2.0 mm/min雨强条件下,30%砾石含量时径流功率降幅达18.71%~23.13%;在1.0 mm/min雨强条件下砾石的减弱作用不明显。[结论]风沙土堆积体径流率和径流功率在高雨强(2.0 mm/min)高砾石含量(30%)条件下增速更大,快速增至与壤土堆积体相当或更大,可能发生更严重侵蚀。两种土质堆积体侵蚀速率均随雨强增大而增大,随砾石含量增加而减小。 展开更多
关键词 工程堆积体 降雨强度 砾石含量 产流产沙
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